Wissenschaftler schlagen vor, verlassene Minen in Schwerkraftbatterien umzuwandeln

Sobald das Erz aus einer Mine erschöpft ist, ist es eigentlich nicht mehr zu gebrauchen – es wird einfach zu einem verlassenen Loch im Boden. Einer neuen Studie zufolge könnten die Schächte solcher Minen jedoch als energiespeichernde Schwerkraftbatterien dienen.

Zunächst einmal: Was ist eine Schwerkraftbatterie?

Kurz gesagt handelt es sich um ein System, bei dem Strom erzeugt wird, indem man eine schwere Last loslässt und sie fallen lässt. Dieser Strom kann dann dann genutzt werden, wenn die Anforderungen an das kommunale Netz hoch sind. Zu anderen Zeiten, wenn überschüssige Energie im Netz vorhanden ist, nutzt das Schwerkraftbatteriesystem einen Teil dieser Energie, um die Last wieder hochzuziehen und so die Energie effektiv für die spätere Verwendung zu speichern.

Eine der gebräuchlichsten Arten dieser Technologie ist das sogenannte Pumpspeicher-Wasserkraftsystem. Bei diesem Aufbau wird Wasser aus einer großen Höhe freigesetzt und erzeugt Strom, indem es Turbinen antreibt, während es bergab fließt. Wenn überschüssige Energie verfügbar ist, wird das Wasser zurück zum Ausgangspunkt gepumpt.

Letztes Jahr schlugen Wissenschaftler des österreichischen Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA) einen anderen Typ einer Schwerkraftbatterie vor. Die Grundidee bestand darin, dass Aufzüge in Hochhäusern regenerative Bremssysteme nutzen würden, um Strom zu erzeugen und gleichzeitig schwere Nutzlasten von höheren auf niedrigere Stockwerke abzusenken. Autonome Anhängerroboter würden die Lasten je nach Bedarf in die Aufzüge hinein und heraus ziehen.

Das bringt uns zum minenbasierten Underground Gravity Energy Storage (UGES)-System, das kürzlich von denselben Forschern vorgeschlagen wurde. Es würden ebenfalls Aufzüge zum Einsatz kommen, diese würden sich jedoch in bestehenden stillgelegten Minenschächten befinden und Container voller Sand heben und senken.

Eine Reihe von Elektromotor-/Generatoreinheiten auf beiden Seiten des Schachts würde jeden Aufzug auf und ab bewegen, auf dem Weg nach unten durch regeneratives Bremsen Strom erzeugen und auf dem Weg nach oben einen Teil dieses Stroms verbrauchen.

Für maximale Effizienz könnten die Aufzüge eine Sandladung an der Oberfläche aufnehmen, diese Ladung am Boden des Schachts entfernen und dann leer zur Oberfläche zurückkehren. Selbstverständlich würde sich in diesem Szenario der Lagerbereich am Schachtboden irgendwann mit Sand füllen. Aus diesem Grund mussten die Aufzüge bei einem Energieüberschuss im Netz einen Teil des Sandes zurück nach oben befördern. Für die Be- und Entladung würde eine Kombination aus elektrischen Förderbändern und Muldenkippern zum Einsatz kommen.

Die Wissenschaftler schätzen, dass UGES über ein globales Energiespeicherpotenzial von 7 bis 70 TWh (Terawattstunden) verfügen könnte, wobei die meisten Anlagen in Ländern stehen würden, in denen es bereits viele stillgelegte Minen gibt, wie etwa China, Indien, Russland usw UNS.

„Wenn ein Bergwerk geschlossen wird, werden Tausende von Arbeitern entlassen. […] UGES würde einige freie Stellen schaffen, da das Bergwerk Energiespeicherdienste bereitstellen würde, nachdem der Betrieb eingestellt wurde“, sagte Julian Hunt vom IIASA, Hauptautor eines Artikels zu der Studie. „Minen verfügen bereits über die grundlegende Infrastruktur und sind an das Stromnetz angeschlossen, was die Kosten deutlich senkt und die Umsetzung von UGES-Anlagen erleichtert.“

Der Artikel wurde kürzlich in der Zeitschrift Energies veröffentlicht.

Quelle: IIASA